离子交换工艺概述

刘明

摘 要：天然水在大自然的循环过程中，无时不与大气、土壤和岩石接触，由于水极易与各种物质混杂，并具有较强的溶解能力，所以任何水体都不同程度地含有多种杂质，杂质按其颗粒的大小分为悬浮物、胶体、和溶解物质，为保证供锅炉水质合格，本文对离子交换工艺进行分析。

关键词：预处理;树脂;再生;离子交换

0 引言

原水经混凝、沉淀和过滤处理后，虽然除去了水中的悬浮物和部分胶体物质，使水得到了澄清，但水中仍存在钙离子、镁离子等杂质，会对锅炉造成结垢等危害，影响锅炉的安全运行，离子交换水处理，通过与交换剂的离子反应，除去水中的离子态物质。

1 水的预处理

天然水中含有较多悬浮物和胶体杂质，如不除去进入离子交换器，将污染树脂，降低其交换容量，甚至影响水质。

预处理工艺一般为：混凝、沉淀、澄清和过滤。天然水在混凝剂的作用下，降低胶体颗粒表面的电荷，破坏其稳定性，使相互碰撞的微小颗粒结成大的颗粒从水中沉淀下来，沉淀时加入化学药剂，使水中钙、镁离子转变为难溶于水的化合物而沉淀出来，降低水的硬度。再通过澄清池使泥渣和水分离开来，出水悬浮物一般可低于10mg/L。最后通过适当的滤层较为彻底的除去水中的悬浮物。

2 离子交换树脂

离子交换树脂由许多低分子化合物经聚合或缩合反应头尾相交而形成长链的高分子化合物。化合后形成的长链称为骨架，使单体相互交联成网状的化合物称为交联度，交联度的大小对树脂性能影响很大，机械强度和密度随交联度增大而加大，树脂的含水率、交换能力、溶胀性等，随交联度增大而减小，树脂按其结构可分为：凝胶型、大孔型、均孔型。

新树脂在使用之前，应首先进行预处理。洗去树脂表面的可溶性杂质及树脂夹杂的金属离子，并使树脂转型成所需要的形式，树脂适当的预处理可以活化树脂，提高树脂的稳定性和工作交换容量。树脂在使用中注意避免或减少对树脂的磨损，保持树脂的稳定性，避免或减少悬浮物、有机物、铁离子等杂质的污染。

3 离子交换工艺指标

4 离子交换制水量和水质的影响因素

①树脂的粒度：颗粒越小，其比表面积越大，交换容量就越大。但颗粒过小，树脂层的压力损失较大，影响出力：

②树脂层高度：树脂层越高，树脂的利用率越高，工作交换容量越大，不能低于0.8m。根据树脂的湿视密度和实际容器的体积计算装填高度;

③原水水质：原水的含盐量、硬度等指标超标，会使树脂的工作交换容量降低。另外交換器交换终点的控制指标，对工作交换容量也会有所影响;

④离子交换器的结构：交换器的布水分配是否均匀，交换器直径与树脂层高度比例，对出水水质均有所影响;

⑤运行条件：运行时流速和温度对交换容量影响很大，因而，在产水和再生中，适当的控制流速和温度，对工作交换容量都将是有利的，浮床运行流速20-60m/h，流速不宜过低;

⑥溶液的酸碱性：溶液的酸碱性对树脂的反应过程有较大的影响。在除盐系统中，将阴离子交换器放到阳离子交换器后，其原因之一，便是为了提高阴树脂的工作交换容量;

⑦再生程度：树脂的再生程度，对制水量有很大影响。如果充分再生，可得到最大的工作交换容量，实际中应选择合适的再生比耗。再生剂纯度对阳树脂的影响不是很大，但对强碱性阴树脂则有较大的影响，再生液的浓对再生效果有较大的影响，当HCL再生时，浓度越高，树脂再生效果就会越好，浓度增加到一定值后，对再生效果反而没有太大影响。

5 结语

生产中选取适当的工艺指标，达到最佳运行工况，将有效的提高周期制水量，达到降本增效的目的。